Первый день Кайнозойской эры. / Палеоарт :: длиннопост :: Палеонтология :: Большой пиздец :: катастрофы :: вымирание :: астероид :: динозавры

Первый день Кайнозойской эры.

Статья с таким названием вышла в сентябре прошлого года в журнале Национальной Академии Наук США (https://www.pnas.org/content/116/39/19342). Рассказывается в ней, как нетрудно догадаться, если немного интересуешься палеонтологией вообще и динозаврами в частности, об астероиде, убившем динозавров. Это анализ первых суток, прошедших с момента падения, сделанный на основе геологических исследований, проведенных в пиковом кольце кратера Чиксулуб. На самом деле статья не слишком увлекательная, как и практически любая научная статья для человека со стороны, мне просто название понравилось. Я собрал вместе некоторые факты, которые вычитал в ней и в других статьях, и попытался придать немного художественности.

Итак, полуостров Юкатан, 66038000 ± 11000 лет назад, понедельник, 7 утра, 300 километров от побережья.

Молодой Альбертозавр удачно поохотился и теперь стоит в зарослях травы и увлеченно пожирает добычу, какое-то млекопитающее. Он отрывает куски, запрокидывает голову и заглатывает их. Вдруг что-то привлекает его внимание. В утреннем небе на севере появляется маленькая светящаяся точка.  Она начинает расти и становиться все ярче. Становится яркой настолько, что невозможно смотреть, ярче встающего на востоке Солнца. Динозавр закрывает глаза, но через несколько секунд это уже не помогает. Он отворачивается и пытается убежать, но и это его спасает ненадолго. Свет заполняет собой вообще все, начинает жечь его шкуру, подпаливает перья и поджигает сухую траву вокруг. Проходит еще несколько секунд, и к его облегчению все кончается. Астероид залетел за горизонт, осталось только зарево. Несколько мгновений ничего не происходит, а потом все небо ослепительно вспыхивает.

66 миллионов лет назад десятикилометровый кусок камня весом в несколько триллионов тонн со скоростью 20 километров в секунду пронзил атмосферу Земли и врезался в Мексиканский залив недалеко от северного берега полуострова Юкатан.

Метеориты малого размера, примерно до 20-30 метров в поперечнике, почти полностью разрушаются в атмосфере из-за нагрева, часто взрываются. Таким был Челябинский метеорит. 

ссылка на гифку

Метеориты большего размера, начиная примерно от 50 метров, могут долететь до поверхности почти целиком, хоть и теряют при этом значительную часть кинетической энергии. Таким был метеорит пробивший в Аризоне кратер Бэрринджера.

Астероид, упавший на Юкатан, был слишком большим. Астероиды такого размера не тормозятся земной атмосферой сколько-нибудь ощутимо, потери скорости составляют ничтожные доли процента. И все эти триллионы триллионов джоулей превращаются в энергию разлетающихся осколков, тепло и разрушительные ударные волны. 

Пролетая сквозь атмосферу, астероид как поршень спрессовывает воздух перед собой. Двадцатикилометровую колонну воздуха каждую секунду сплющивает в блин, одну за одной, все плотнее и плотнее, воздух просто не успевает убраться с его пути. Именно от этого по большей части происходят нагрев и свечение, а не от трения, как думают некоторые. Воздух разогревается до колоссальных температур. Не как в эпицентре ядерного взрыва, конечно, но речь идет о десятках тысяч градусов, в разы жарче поверхности Солнца.

Наш астероид настолько крут, что устроил глобальную катастрофу еще даже не добравшись до поверхности. Пролетая сквозь атмосферу, он сиял так жарко, что устраивал пожары в радиусе тысячи километров. 

Но очень быстро все это стало неважно, потому что глыба размером больше Эвереста врезалась в Землю. Секунды хватило ей, чтобы пробить земную кору на глубину 20 километров. Толщу вод Мексиканского залива он вообще не заметил. Глыба разлетелась в пыль и испарилась. Энергия взрыва составила более 10^24 джоулей. Если распределить ее равномерно по всему Земному шару, то получилось бы по 50 бомб Хиросимы на квадратный километр. Образовался кратер диаметром почти в 200 километров. 

Небольшой факт: упавший метеорит, оставляет после себя кратер диаметром примерно в 20 раз больше себя

Столкновение выбило 15 триллионов тонн (несколько тысяч кубических километров) породы и отправило их в полет. Небольшая часть ее на скорости больше первой космической улетела в открытый космос, все остальное - начало падать обратно. В течение часов обломки покрыли бОльшую часть Земного шара, но продолжали падать с орбиты еще в течение трех суток. Везде, где падали эти раскаленные, расплавленные обломки, начинались пожары. А десятки миллиардов тонн сажи от этих пожаров остались висеть в атмосфере на долгие месяцы. На всей Земле наступила ночь. А потом зима.

Карта распространения лесных пожаров после падения.

ссылка на гифку

Но вернемся к нашему Альбертозавру ненадолго. Примерно через полминуты после падения до него дошли бы первые продольные сейсмические волны. Эти волны обычно очень слабы и регистрируются только сейсмографами, но в этот раз их силы, наверное, было бы достаточно, чтобы сбить Альбертозавра с ног. А пока бы он вставал, до него бы докатились поперечные поверхностные сейсмические волны, и их бы он смог пережить только чудом. Колебания земной коры в сотнях километров в радиусе от места падения были эквивалентны землетрясению магнитудой 11-12. Чтобы представить себе, что такое магнитуда 12, можно сказать, что сильнейшее в истории землетрясение (https://ru.wikipedia.org/wiki/Великое_Чилийское_землетрясение) было магнитудой 9,5.

Увеличение магнитуды на 1 - это увеличение амплитуды колебаний в 10 раз, энерговыделения - в 30 раз. В обычных условиях землетрясения магнитудой 12 невозможны. Земная кора просто не в состоянии накопить настолько большую энергию упругой деформации, чтобы потом ее одномоментно высвободить. Настолько сильные землетрясения - это результаты импактных событий.

Хотя землетрясения довольно быстро ослабевают с удалением от эпицентра, в этот раз весь Земной шар звенел как гонг. До противоположной стороны Земли через час после падения докатились сейсмические волны магнитудой 9. Там они, возможно, стали причиной изливания Деканских траппов (https://ru.wikipedia.org/wiki/Деканские_траппы) - события, которое само по себе способно было устроить массовое вымирание. И по всему Земному шару на своем пути они вызвали извержения вулканов.

Следуя за сейсмическими волнами, через несколько минут, до чудом выжившего Альбертозавра начинают докатываться ударные волны. Когда взорвался вулкан Кракатау, звук от взрыва был настолько сильным, что у половины команды на судне, находившемся в 70 километрах от вулкана, полопались барабанные перепонки. Взрыв от падения астероида был в миллион раз мощнее. Альбертозавр получил сильнейшую контузию и умер мгновенно. А ударные волны покатились дальше и обогнули Земной шар десятки раз. Недели после падения по всей Земле гуляло эхо.

Но и это еще не все. Вслед за землетрясениями, пожарами и ударными волнами пришли цунами. Пережившим все вышеперечисленное, если  можно так сказать, повезло. Астероид упал в мелкое море. Упади он посреди Тихого океана, все материки затопили бы волны километровой высоты. А так высота цунами составила "всего лишь" около 100 метров. Волны проникли вглубь суши на сотни километров, затопив равнины будущих США. Следы цунами нашли в Северной Дакоте.

Чтобы немного представить масштаб, вспомните цунами 2011 года, высота которого едва достигала 10 метров. 

Цунами отражались от берегов с уже пылающими лесами и шли обратно к месту падения, неся с собой уголь, который оседал в гигантском кратере поверх остывающей расплавленной породы. Примерно так закончились первые сутки.

На этом закончились и основные разрушения, но, как ни странно, самое страшное для биосферы только началось. По всей планете пылают лесные пожары, миллиарды тонн сажи и других частиц повисают в тропосфере и закрывают солнечный свет.

К тому моменту, когда пожары отгорели, звезд и Луны больше не видно, даже направление на Солнце едва ли можно угадать. Разница между днем и ночью сводится к тому, что днем видно хоть что-то, как в свете полумесяца, а ночью не видно вообще ничего. И так полтора года. Температура постепенно падает. 

Но пока она еще не упала совсем низко, начинают идти кислотные дожди. Дело в том, что столкновение среди прочих пород выбросило в тропосферу несколько сотен миллиардов тонн соединений серы. Неделями по всей земле с неба льется серная кислота, мрак разрезают молнии. Кислоты отравляют почву и водоемы. Океанам досталось не слишком сильно, а вот мелкие пресные водоемы получили по полной, обитавшие в них виды вымерли. 

А потом наступила зима. Постепенно средняя температура на суше упала почти на 30 градусов, температура поверхности океанов - на 10 градусов. Некоторые считают, что на короткое время Земля даже могла снова превратиться в снежок (https://ru.wikipedia.org/wiki/Земля-снежок), как в далеком прошлом, но это маловероятно. Темно, холодно, все выжившие растения, а так же фитопланктон ингибировали фотосинтез, они начинают умирать. Пожалуй, именно это стало самым сильным ударом по жизни на Земле - были подорваны фундаменты всех пищевых цепей. Вымерло три четверти всех видов, существовавших тогда. Да что там видов... Вымирали целыми семействами, даже отрядами (те самые динозавры). Если считать в особях, то даже подумать страшно, сколько тогда вымерло. 99 из 100? Возможно... 

Конечно, все это произошло не сразу, и это массовое вымирание растянуто во времени на столетия и тысячелетия, но можно не сомневаться, что самый весомый удар по биосфере нанес этот астероид и следующие несколько лет последствий его падения. Не смотря на то, что климат восстановился довольно быстро, в течение пары десятилетий (в том числе, благодаря парниковым газам, выделившимся во время падения), все экосистемы были разрушены. 

Но нет худа без добра. Именно эта катастрофа дала начало расцвету млекопитающих и, в конечном счете, людей.